Destination Earth, un gemello digitale del pianeta per monitorare il clima

Iniziativa faro della Commissione europea per sviluppare una replica della Terra per monitorare e simulare l'interazione tra fenomeni naturali e attività umane

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Alessandro Mariani

Giornalista green

Nato a Spoleto, dopo una laurea in Storia e una parentesi in Germania, si è stabilito a Milano. Ha avuto esperienze in radio e in TV locali e Nazionali. Racconta la società, con un focus sulle tematiche ambientali.

Il cambiamento climatico è una delle principali sfide del nostro tempo e la sua gestione richiede decisioni basate su modelli matematici e una grande quantità di dati. Per questo motivo, il progetto Destination Earth, annunciato ufficialmente alla fine di marzo del 2022, sta attirando l’attenzione di scienziati, ricercatori e amministratori pubblici. Il progetto prevede la creazione di una replica virtuale interattiva del pianeta, che consentirà di individuare tendenze generali e regionali, testare scenari alternativi e prevedere gli effetti delle politiche di adattamento al cambiamento climatico.

Il progetto Destination Earth: una replica virtuale interattiva del pianeta per monitorare il clima

Il progetto, che ha subito un’accelerazione dopo la pandemia, è stato concepito in Germania e coinvolge il Centro europeo di previsioni meteo a medio termine (Ecmwf), l’Agenzia spaziale europea e l’Organizzazione per l’esercizio dei satelliti meteorologici. L’obiettivo del progetto è creare due gemelli digitali entro il 2024: il primo per monitorare gli eventi climatici estremi e capire come porvi rimedio, il secondo per sperimentare virtualmente gli effetti di politiche di adattamento al cambiamento climatico.

Dal 2027 in poi, dovrebbero essere realizzate altre simulazioni virtuali dedicate ad aspetti o ambienti specifici, come ad esempio un digital twin degli oceani o dell’Artico. Infine, entro il 2030, il progetto prevede di creare una replica digitale completa del pianeta. Il progetto Destination Earth non è nuovo, ma nasce sulle ceneri di un progetto europeo ancor più ambizioso, Extreme Earth, che era stato accantonato. In ogni caso, l’idea di creare una replica virtuale interattiva del pianeta non è esclusiva dell’Unione Europea: anche l’azienda americana Nvidia ha annunciato che intende realizzare un gemello digitale della Terra, Earth 2, sfruttando un super computer dedicato appositamente alla previsione del cambiamento climatico.

La replica virtuale del pianeta per individuare le tendenze climatiche

La replica virtuale interattiva del pianeta sarà in grado di monitorare le tendenze climatiche regionali e globali. Questo sarà possibile grazie all’utilizzo di complessi modelli matematici che terranno conto di dati meteorologici, geologici e ambientali. La replica digitale consentirà di individuare in anticipo i cambiamenti climatici e di prendere decisioni informate per prevenire fenomeni calamitosi e inaspettati come alluvioni, incendi e siccità.

Il progetto Destination Earth è stato sviluppato per aiutare i politici e gli amministratori pubblici a prendere decisioni informate sulla base di dati accurati e affidabili. La replica digitale del pianeta consentirà di testare scenari alternativi e di prevedere gli effetti delle politiche di adattamento al cambiamento climatico.

Digital Twin: il futuro della modellizzazione climatica

La modellizzazione climatica è una delle sfide più importanti che l’umanità dovrà affrontare nei prossimi anni. La complessità del sistema climatico e la vastità dei dati da analizzare rendono questo compito estremamente difficile. Tuttavia, grazie alle tecnologie emergenti, come il Digital Twin, è possibile avere una visione più precisa e dettagliata del clima.

Il progetto Destination Earth è uno dei principali esempi di come il Digital Twin può essere utilizzato per la modellizzazione climatica. Nello specifico il progetto punta ad utilizzare una griglia di un chilometro quadrato per la sua modellizzazione, che consentirà di monitorare e prevedere l’andamento del clima su scala locale con una precisione finora impensabile.

Per raggiungere questo obiettivo, però, sono necessarie enormi quantità di dati e una grande capacità di calcolo. L’Europa ha a disposizione i dati necessari, principalmente provenienti dal programma Copernicus e dai sensori terrestri. Tuttavia, per analizzare efficacemente questi dati, sono necessari computer in grado di gestire migliaia di petaflop.

Supercomputer e modelli di intelligenza artificiale per monitorare la Terra

Al momento, l’Unione Europea sta finanziando l’iniziativa EuroHPC (European High-Performance Computing), che prevede la costruzione di supercomputer in grado di gestire enormi quantità di dati. Uno di questi supercomputer è Lumi, ospitato in Finlandia, che è uno dei più veloci al mondo, in grado di effettuare 552 petaflops.

Tuttavia, nonostante la presenza di supercomputer come Lumi, la quantità di dati che devono essere analizzati richiederebbe computer in grado di gestire migliaia di petaflop. Una possibile soluzione potrebbe essere l’utilizzo di modelli di deep learning e intelligenza artificiale.

Rischi e metodi nella creazione di un gemello digitale della Terra

Tuttavia, l’utilizzo di modelli di intelligenza artificiale può creare anche problemi di trasparenza. Infatti, mentre i risultati ottenuti da questi modelli possono essere corretti, non sempre è chiaro come sono stati ottenuti. Questo è un problema che deve essere affrontato, soprattutto considerando che lo scopo finale di questi progetti è quello di offrire alle autorità pubbliche dei resoconti sui quali basare le proprie decisioni in maniera trasparente.

Infine, è importante sottolineare la necessità di collaborazione e sinergia fra i vari team impegnati nella modellizzazione climatica. In particolare, sono in discussione possibili sinergie fra i team di Destination Earth e Earth 2. Tuttavia, qualsiasi collaborazione dovrà tener conto della diversità di approccio. Nel caso di Destination Earth, trattandosi di un progetto finanziato dai cittadini europei, è prevedibile che la maggior parte dei dati prodotti siano liberi e accessibili a tutti.